これらの「現実世界のアイアンマン」ブーツは、私の足元にロボットのようなスプリングを与えてくれました

歩行補助の未来は、杖や歩行フレームではなく、ロボットの外骨格ブーツから生まれるかもしれません。

これが、スタンフォード大学のバイオメカトロニクス ラボの研究者のビジョンです。研究者は、人が歩くときに電動で後押しできるように設計された、最初の拘束されていない外骨格を開発しました。 私はCNETのためにスタンフォードに来ました どんな未来 外骨格を（文字通り）ペースで動かし、私のスピーディーな歩行がスーパーヒーロースタイルでパワーアップできるかどうかを確認するためのビデオシリーズ.

外骨格設計の背後にいる博士研究員のパトリック・スレイドは、その面で多くの希望を与えてくれました。

「これは現実世界のアイアンマンです」と彼は言います。 「これは基本的にモーター付きの靴です。… ふくらはぎの機能をモーターに置き換えることで、足取りが大幅に向上し、より簡単に、より速く歩くことができます。」

外骨格は、カーボンファイバーブレースとワイヤーを介してふくらはぎに取り付けられている通常の靴（センサーが後付けされていますが）で足にフィットします。 歩くと、ふくらはぎの後ろにあるモーターが靴に接続されたケーブルを巻き上げ、地面をより簡単に押し出せるようにします。

しかし、この外骨格に追加された秘密は、着用時間が長いほど、歩き方を学習することです。 各ブーツに組み込まれた機械学習システムは、外骨格全体のセンサーから入力を取得して、足首がどのように動いているか、足が地面にいつ接触しているかを理解します。 次に、モーターと電力を調整して、リフトを歩行に合わせてカスタマイズします。

その機械学習システムは、バイオメカトロニクス ラボの「外骨格エミュレーター」の助けを借りて開発されました。 これらのシステムは本質的に、実験室のトレッドミル上に恒久的に設置された大きな外骨格であり、研究者はプロトタイプを物理的に構築することなく、設計のさまざまな反復をテストできます。

「これは、足の仮想現実システムのようなものと考えることができます」と、スタンフォード大学の機械工学准教授であり、研究室の責任者であるスティーブ・コリンズは言います。 「人に役立つと思われるデバイスをプログラムし、エミュレーターを装着して、そのデバイスを持って歩くとどうなるかを感じてもらいます。それが役立つ場合は… デザインを改良します。そうでない場合は」 t、それから私たちはそれを捨てて、何か新しいことを試みます。」

しかし、実験室でのテストは 1 つのことであり、現実の世界でのテストはまったく別の球技です。 私はパトリック・スレイドと一緒にスタンフォードのキャンパスに向かい、エキゾブーツをテストしました。 靴ひもを結び、レッグブレースを装着し、腰にバッテリーパックを留めたら、準備完了です。

わずか 2 ～ 3 歩で、足のモーターが回転し、地面から押し上げられるのを感じました。 私はアイアンマンのようではなく（まだ宇宙に飛び出していません）、私の足を制御するロボットがいるように感じました.

足元にバネができたことは間違いありません。 しかし、これらの外骨格に慣れるのに問題があったのは、機械ではなく、私でした。 私の脳は、私が思っていたよりも難しくしました。 足の筋肉を引っ張ると、それを補うために歩行を調整するときに無意識のうちに歩き方が変わるのと同じように、私の足と脳は、この突然の新しい補助をどうすればよいかわかりませんでした. 少しロボットのように歩き始めました。 30 Rockのジャック・ドナギーのように感じました 普通の人のように動く方法を突然忘れたとき.

パトリック・スレイドによると、外骨格はすぐに習得できますが、人間はそれよりも時間がかかります。 患者と被験者は通常、実験室でトレーニングを受けますが、彼らの体と脳は通常、支援に順応するのに数時間かかります。 これを 1 時間もかからずにスピード実行していました。

それでも、私は絶対に違いを感じることができました。 そして、最大の変化は、ブーツをオフにしたときに起こりました。 突然、足が自重のように感じました。プールから引き上げて、無重力状態から完全な重力を感じたときのように。

これらのプロトタイプを午後の時間にテストしたところ、この研究がどれだけの違いを生むかを実際に見ました. Slade とチームは、この種の補助デバイス (ユーザーに適応するハイテク ウェアラブル) が、高齢の患者や歩行困難な患者が、彼らのニーズに完全に的を絞った新しいレベルの可動性を得るのに役立つことを期待しています.

外骨格の動作を確認するには、この記事の冒頭にある「What the Future」の今週のエピソードをご覧ください。